《蛋白质和核酸》（第1课时）教学设计.doc

1、1化学源于生活 化学用于生活氨基酸教学设计及反思曾善强 浙江省庆元中学 浙江丽水 323800【摘要】 本文从指导思想与理论依据、教材与学情分析、教学目标、教学重难点、教学过程、教学板书设计、教学反思七个方面切入，就如何体现“化学源于生活，化学用于生活”这一主旨，阐述氨基酸教学设计的设计思路，以寻求高中化学课堂的和谐高效。【关键词】 氨基酸 生活化 教学设计一、指导思想与理论依据高中化学是一门实践性很强的课程，强调立足于现实的生活经验、着眼于线索的发展需求开展教学，强调引领学生在融入社会的实践活动中，感受化学学科在各个相关领域的应用知识价值和理性思考的意义。高中新教材把生活逻辑作为组织内容的方

2、法论基础，使教学内容既找到一个恰当的逻辑起点，又获得了生活的支撑。因此，本节课以蛋白质作为生活逻辑的起点，自然开展课堂教学。蛋白质作为一类重要的含氮高分子化合物，其水解最终产物是氨基酸。从氨基酸的结构和性质出发，结合脱水缩合，再延伸到第 2 课时蛋白质的性质、结构，并以此作为课堂教学的内在逻辑线索，顺理成章展开教学活动。本节课不仅为学生提升科学素养、丰富生活常识提供重要的素材，更是对之前四个专题基础有机化学知识的进一步巩固、迁移和应用。通过氨基酸的脱水缩合，让学生体验“身边的化学”和“生命的化学”的同时，也意识到了化学在研究奥秘的生命问题时所展现出来的独特作用。鉴于学生对烃及其衍生物中的官能团

3、的结构、性质已有一定的认知，故本节课课堂教学的首要，就是要处理好蛋白质的结构、性质及用途的关系，进而引导学生体会结构对性质的决定性作用，感受从微观到宏观的演绎过程，进而实现生活逻辑与理论逻辑的统一。基于“双逻辑”的整体设计，为学生学习抽象的理论内容搭建坚实的桥梁，从而激发学生的探究兴趣和学习情感，使课堂真正实现三维目标的和谐统一。二、教材与学情分析1.教材分析本节课教学主题是介绍组成蛋白质的基本单元氨基酸的结构与性质，即“氨基酸、蛋白质、核酸的”第 1 课时。本节内容位于苏教版选修 5（有机化学基础）教材的专题五生命活动的物质基础，侧重有机化学基础知识在生命科学中的应用，尤其是氨基酸、蛋白质可

4、谓与生命贴得更近蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。氨基酸作为形成蛋白质的基石，其重要程度自然不言而喻，当然由于高考等终端显示中所占比例较少，常被授课老师及学生所忽视。事实上，氨基酸的教学就化学学科学习方法而言，氨基酸的多官能团化合物的结构特点是培养学生由官能团推测物质性质的思维方式的载体，有利于提升化学素养。2.学情分析通过专题一至专题四的有机化学基础知识的系统学习，学生已经初步构建了较为完整的有机化学2知识框架，并具备了对有机物性质进行理性推断的能力。但鉴于学生的知识面尚且停留在烃及其衍生物的的典型代表物层面，缺乏对天然有机物尤其是与生命活动息息相关的氨基酸等物质性质的研究经验，而这

5、恰恰又给予高中阶段师生学习和探索的专业性和构建内在知识的逻辑性以一定的挑战。因此在充分认识到学生主体性的基础上，利用学生的学习热情和探索新知识的兴趣来介绍研究生命中基础化学物质的基本方法，展开由特殊到一般，由一般再到特殊的方法论探索，想必是必须且有效的。三、教学目标1.知识与技能（1）知道常见的氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸。（2）能说出氨基酸的组成、结构特点、两性和脱水缩合，了解氨基酸与人体健康的关系。2.过程与方法（1）引导学生运用多种手段获取与氨基酸相关的信息，并运用比较、归纳等方法对信息进行加工。（2）培养学生根据有机物结构推断其主要官能团性质的意识。3.情感态度价值观（1）

6、由氨基酸在生命中的重要性激发学生研究他探索的强烈兴趣。（2）通过人工合成结晶牛胰岛素的重大成果唤起学生的民族自豪感。四、教学重、难点教学重点：氨基酸的结构特点、氨基酸的脱水缩合教学难点：氨基酸的脱水缩合、两性五、教学过程环节 教师活动 学生活动 设计意图引入俗话说：吃啥补啥。我最爱吃“鸡肉”就能变成“肌肉”吗？其实鸡肉在人体内水解成氨基酸，氨基酸又重新合成我的肌肉。本节课我们就来学习氨基酸。积极参与，作出猜想，并试图调用已用知识作出解释。由日常生活相关俚语引入新课是兴趣型问题设计导课的常见方式，所选切入点既贴近学生生活，又牢牢吸引学生的注意力，以提升学生的学习兴趣点与积极性。过渡那么，氨基酸是

7、一类怎么样的物质？常见氨基酸有哪些？呈现需要着重掌握的氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、苯丙安酸、谷安酸回答氨基酸是构成蛋白质的基本单元。举例常见的氨基酸。呈现出需要掌握的4 种必须氨基酸。3PPT 展示：列举 4 种常见氨基酸的结构简式。并引导学生观察它们在结构上的共同点。结合课本“资料卡片” ，了解氨基酸的定义。延伸提问提问：上述 4 种常见氨基酸在结构上有何共同点？注释：将氨基和羧基连在同一个碳的氨基酸我们定义为 -氨基酸。观察 4 种常见氨基酸的结构特点，得出结论氨基和羧基连在同个同个碳原子上引导学生关注教材资源，回归教材，同时适时运用追问策略，循循善诱，激活学生的思维，引导学生正确地思考和回答

8、问题，为研究氨基酸结构埋下伏笔。重点突出板书：一、氨基酸的结构1.通式：2.官能团：氨基、羧基由 4 种常见氨基酸的结构特点概括氨基酸的定义。基于学生的反馈及时有效地整合到教学过程中。呈现本节重点之一：氨基酸的结构。加强理解简单介绍这 4 种氨基酸的系统命名。甘氨酸：-氨基乙酸，丙氨酸：-氨基丙酸，谷氨酸：-氨基戊二酸，苯丙氨酸：-氨基-苯基丙酸认真聆听，熟悉 4种常见氨基酸的结构并在脑海里形成记忆进一步巩固这 4 种的结构。过渡 追问：除甘氨酸外其他氨基酸结构上还有何共同点？观察，-碳原子所连的 4 个原子或基团都不相同。拓展立体异构拓展延伸除甘氨酸外其他氨基酸都属于手性分子，分别为 D 型

9、（左旋）和 L 型（右旋） 。例如生物通常只使用 L-丙氨酸，即蛋白质的构成只采用了 L-丙氨酸。D-丙氨酸一般不为生物所容。例如将细菌置于制备好的丙氨酸中，细菌（生物）将消耗完 L-丙氨酸，而只剩下 D-丙氨酸。就两种丙氨酸的化学性质或者物理性质而言，两者完全一样！但是，生命看来还是可以分清左右旋的。 了解氨基酸的立体异构并能知道氨基酸的立体结构与生命科学的关系拓展知识范畴，初步了解化学与生科科学的联系。过渡 提问：我体内的氨基酸如何合成我的肌肉？学生积极思考并结合所学知识做出正确的回答结合导入话题，顺理成章引出重点内容的学习，是对课堂生成性资源的利4用与再开发。同时也凸显“教育即生活”的教

10、育教学基本理念。重点突破书写出 2 分子氨基酸在一定条件发生脱水缩合的化学方程式，如：归纳反应原理：酸脱羟基氨（基）脱氢手型演示：拇指代表羧基，食指代表氨基。如左手拇指和右手书写、检查。有的书写出链状结构，有的书写出环状结构。结合课本“信息提示” ，了解氨基酸形成肽键过程并了解形成多肽的特征。运用对话交流、互动合作的教学形式，破解教学资源的动态生成，突破重点内容并加以巩固。活动互动食指连接就形成链状二肽，若再将右手拇指和左手食指连接就形成环状化合物学生手型体验宏观化理解脱水缩合反应巩固练习并分析将甘氨酸和丙氨酸混合，在一定条件下反应生成的链状二肽共有几种？分析：如甘氨酸用代码表示为 A，丙氨酸

11、用代码表示为 B，则结合方式有 A-B，B-A，A-A，B-B 共 4 种。二个氨基酸缩合生成二肽，三个氨基酸缩合生成三肽，多个氨基酸缩合生成多肽，n 个氨基酸缩合生成蛋白质。以甘氨酸为例：小结：脱水聚合成链成环成聚合物讨论、书写。共 4 种建立思维模型，灵活运用知识。通过延伸训练，引导学生对知识点多层次、多角度进行进一步的提问。升华视频：新中国档案我国首次人工合成牛胰岛素蛋白结晶。牛胰岛素是由 21 个氨基酸组成的 A 链与由 30 个氨基酸组成的 B 链，通过二硫桥键结合而成的蛋白质。它的合成须按顺序完成约 200 个反应。科学家们不断探索合成条件和改进合成路线，终于在世界上首次成功地用有

12、机化学的方法以氨基酸为原料合成了这个具有生物活性的蛋白质，标志着人类合成感叹化学神奇的魅力，对比氨基酸与多肽的结构，初步了解蛋白质的合成。感受化学在合成生命活性高分子中的作用，进而升华化学学科在各个相关领域的应用知识价值和理性思考的意5蛋白质时代的开始。 义。过渡仔细观察甘氨酸结构，请你从官能团性质角度预测甘氨酸具有怎样性质？请你设计方案证明甘氨酸确实能溶于强酸和强碱溶液。回顾羧基和氨基的性质进行学生思维训练，让学生学会从官能团的性质角度去思考问题。方案设计思维模式：操作现象结论。取于试管中，再滴加 ，若 ，则 。药品：甘氨酸晶体、盐酸、 NaOH 溶液、酚酞、甲基橙根据学生讨论和质疑的结果，

13、由学生思考并阐述出最佳方案。方案 1：取少量 NaOH 溶液于试管中，滴加几滴酚酞，再加入甘氨酸晶体，观察现象。方案 2：取少量盐酸于试管中，滴加几滴甲基橙，再加入甘氨酸晶体，观察现象。方案：取甘氨酸晶体于试管中，加水溶解，再加入几滴酚酞，接着滴加NaOH 溶液，观察现象。积极讨论并提出质疑，该方案检验羧基，那么氨基怎么办？小组动手实验运用现代信息技术、网页式课件，将教学资源与各种传统媒体资源进行优势互补；学会用化学实验的方式去验证网络所搜获的信息，培养严谨思考能力。小组实验及时关注学生的实验操作并指导学生胶头滴管的使用方法。记录下实验现象并思考：相应方案对应现象分别说明甘氨酸具有哪些性质？方

14、案 1：红色变浅方案 2：红色变为橙色方案 1 的现象说明甘氨酸具有酸性，方案 2 的现象说明甘氨酸具有碱性培养学生实验动手能力以及合作能力。难点突破提问：从甘氨酸结构上说明其为何具有两性？甘氨酸既能发生酸式电离又能发生碱式电离，说明甘羧基具有酸性，氨基类似 NH3的性质，具有碱性。关注氨基酸参加反强调官能团对有机物性质的影响。通过类比减少学生对新结构的陌生感和认同度。6氨酸具有两性。PPT:甘氨酸分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式。实物投影：应的部位及产物特点。加强理解药品：味精（谷氨酸钠） 、盐酸方案：取少量味精雨试管中，加水溶解；待全部溶解后逐滴加入盐酸，观察现象动手实验。现象：先变浑

15、浊最后变澄清力求让学生“动”起来，实现课堂结构的生活逻辑和理论逻辑的统一；让学生在体验实验过程中惊奇的收获。PPT讲述：当溶液中的氨基酸主要以两性离子的形式存在时，氨基酸在水中的溶解度最小，可以形成晶体析出。不同氨基酸出现这种情况的 pH 各不相同。应用：利用这一差异，可以通过控制溶液 pH 值的分离氨基酸及多肽或蛋白质。根据氨基酸结构和分组实验解释氨基酸水中的溶解性取材于生活，贴近生活，利用生活中常见的味精溶解实验探究谷氨酸的溶解性，进而引出氨基酸中存在内盐的形式。知识完善展示：甘氨酸晶体请你推理一下甘氨酸晶体的物理性质追问：甘氨酸熔点较高、不易挥发的原因为何？无色晶体，熔点较高（一般在 2

16、00以上） ，不易挥发，一般能溶于水，难溶于有机溶剂。进一步巩固内盐形成对氨基酸性质的影响。重点突破实验：茚三酮溶液中加入甘氨酸溶液，将试管放入热水浴，观察现象。结论：利用该反应可以对氨基酸进行检测。但有的氨基酸呈其他颜色，如：脯氨酸、羟脯氨酸显黄色。动手实验。现象：溶液呈蓝紫色摆脱说理的教学模式，通过动手实验，让学生学会检验氨基酸。知识应用1.营养强化剂：氨基酸输液,氨基酸片等2.治疗药剂：精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾病颇有效果；天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、肝病、糖尿病等。半胱氨酸：能了解氨基酸与人体健康的关系体验化学与日常生活的紧密联系，使教学内容既找到一个

17、恰当的逻辑起点，7促进毛发的生长，可用于治疗秃发症；甲酯盐酸盐可用于治疗支气管炎。3.调味剂味精又获得了生活的支撑。今天收获1.一类物质的性质：氨基酸的性质脱水缩合：成链、成环、成聚合物两性：酸性、碱性、自成内盐显色：遇茚三酮溶液（水浴加热）呈蓝紫色2.一种化学方法：类比法3.一种化学思想：结构决定性质回顾本节课的要点以及今天自己的收获凸显重点，养成归纳总结的习惯。知识延伸联系生活: 三聚氰胺是氨基酸吗？能提高蛋白质含量吗？观看漫画和三聚氰胺，运用本节课知识进行判断，勾起悬念。服务生活是课堂的归宿，将知识运用到生活中去。六、板书设计 七、教学反思1.充分创设生活化的教学情境，使课堂具有生活化的

18、味道本节课通过学生熟悉生活俚语“吃啥补啥”导入，通过设计问题串，针对性地学习氨基酸的结构，这样将宏观物质逐渐微观化。紧接着，通过追问：“鸡肉如何变成人体内的肌肉”自然过渡到氨基酸的脱水缩合的学习，再通过手型体验氨基酸的脱水缩合过程将微观微粒逐渐宏观化，贴近学生的生活,培养学生解决问题的能力。2充分运用生活化的物质进行实验探究，使课堂具有生活化的趣味本节课用学生非常熟悉的调味剂味精为实验试剂来探究氨基酸的内盐的形成以及氨基酸溶解性变化的原因，激发学生的观察生活能力，调查研究能力。同时学生也会感受到学习化学知识以后，能运用日常生活中的物质进行趣味性，培养学习化学的兴趣。爱因斯坦说过“兴趣是做好的老师” ， 学生一旦有了浓厚的兴趣，就会主动去学习、去探索、去实践，进而也就达到教育的最大目的。总之，本节课设计尊重学生的认知和发展规律，以“崇尚自然、追求自觉、倡导自主”为生态课8堂教学主特征，促使学生快乐学习、自主学习、创造性学习，在学习中体验成功的愉悦。参考文献1浙江省基础教育课程改革专业指导委员会浙江省普通高中学科教学指导意见化学（2014 版）S.杭州：浙江教育出版社，2014(09).2 王祖浩.普通高中课程标准实验教科书有机化学基础M.江苏教育出版社，2013(06) .3程文静.化学源于生活，用于生活基于维生素中教学设计中的问题解决与反思J.教学研究，2012(06)